Расчёт геометрических размеров кармана КСДИ

Особенностью расчета размера кармана является учет наихудших вариантов вскрытия канавок. При отсутствии запаса на вскрытие карманов в процессе изготовления ИМС могут возникнуть трудности, связанные с уменьшением пробивного напряжения перехода коллектор-база. С другой стороны, при необдуманном завышении значения вскрытия канавок увеличиваются размеры карманов для создания активных областей, что приводит к уменьшению числа кристаллов ИМС на одной пластине. Учитывая вышесказанное, перед разработчиком встаёт проблема создания нужна модель модели расчёта карманов для активных элементов ИМС с учётом наихудшего случая изготовления структур с диэлектрической изоляцией.

Ниже представлена такая геометрическая модель расчёта размеров кармана при различных вариантах вскрытия.

Рис.5.4.7 − Геометрическая модель кармана КСДИ

В основу расчётов положим требуемые значения размеров после всех операций создания КСДИ:

d₃ – ширина разделительной канавки на поверхности при вскрытии карманов;

d₄ – ширина кармана на поверхности при наихудшем случае вскрытия;

h₃ – минимальная требуемая толщина монослоя;

- величина разброса толщины монослоя по пластине при вскрытие канавки.

Задавшись величинами d₃, d₄, h₃, можно определить остальные размеры кармана какие?.

Определим максимальную толщину монослоя h₁.

Рассмотрим . .

По определению .

Отсюда выразим h₁₁ – глубину вскрытия канавок: .

Тогда .

Определим d₅ – ширину канавки на дне кармана.

Рассмотрим . .

, отсюда .

Для определения d₁ – ширины нижней части кармана – запишем выражение для d₄ : . Следовательно, . Выразим из : . Тогда .

Найдем d₁ : .

Определим d₂ – расстояние между центрами канавок.

Из рисунка видно, что .

Рассмотрим . .

, отсюда .

Тогда .

Определим величину a – толщину скрытого слоя в горизонтальной плоскости. Для этого рассмотрим . , . Выразим sinα: , . , т.е. .

Ну и? …..Успешна ли модель? Апробирована ли она в технологическом процессе?

Экспериментальная часть

В данной ВКР был проведен эксперимент с анизотропным травлением кремния. Целью эксперимента было получить соотношение скоростей плоскости (100) и (111) и сравнить его с имеющимися литературными данными.

В эксперименте использовалось 4 кремниевые пластины с ориентацией подложки (100). Травление осуществлялось в 23%ом (с добавлением изопропилового спирта) растворе КОН. Температура во время процесса поддерживалась с точностью 70±1°С. Время травления составило 60 минут. Травление проводилось в ЗАО «ГРУППА КРЕМНИЙ ЭЛ» на участке ФЛГ на установке анизотропного травления. В качестве маски использован слой оксида кремния рассчитанной ранее толщины.

После травления пластины (100) на заданную глубину получается канавка, боковые стенки которой имеют ориентацию (111). С помощью микроинтерферометра МИИ - 4 измерены глубины двух канавок на каждой из четырех пластин (таблица №1).

Таблица № 5.5.1 Глубина канавки на разных пластинах

Пластина №	Верхняя точка, мкм	Нижняя точка, мкм	Глубина канавки, мкм
		8,5	34,5
		45,5	33,5
		13,5	34,5
	14,5	34,5
		61,5	33,5

 

 

Средняя глубина канавки Hср ≈ 34мкм

Определим скорость травления плоскости (100)

, тогда (1)

Тогда из формулы(1) найдем скорость травления плоскости (100)

у меня на компе читается 0,56, а потом какая-то кобызяка вместо единиц измерения

Из рисунка 5.5.1[8] делаем вывод о том, о хорошем согласовании экспериментальные и справочные данных

Рис.5.5.1 Скорость травления плоскости (100) при различных концентрациях травителя КОН

Для того чтобы определить скорость травления плоскости (111), воспользуемся формулой

(2)

 

где

L(111) – величина подтрава под окисел

 

L1 - Ширина окон после снятия окисла

L2 - Ширина окон до снятия окисла

tmp - время травления

С помощью микроинтерферометра МИИ - 4 измерены ширина окон в маскирующем окисле и уход под окисел (таблица №1).

Таблица № 5.5.2. Ширина окон в маскирующем окисле и уход под окисел

Пластина №	Ширина окон до снятия окислаL1, мкм	Ширина окон после снятия окисла L2, мкм	Уход под окиселL(111), мкм
	47,65	49,11	1,5
47,77	49,37	1,6
	48,90	49,04	0,14
48,62	49,48	0,8
	47,11	49,92	2,81
48,11		1,89
	48,17	48,87	0,7
48,1	48,9	0,8

Средний уход под окисел L(111)ср ≈ 0.78 мкм

Подставим значения в формулу (2)

снова кобызяка

Зная скорости травления плоскостей (100) и (111), найдем соотношение скоростей:

K = V₁₀₀ / V₁₁₁ ≈ 43

1. несовмещение шотошаблона

не свежий травитель

несоблюдение температурно временного тарвления.